JPS62207968A - 導電率計回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は２電極方式の液体導電厚計回路の改良に関する
ものである。

〈従来技術〉 第３図に基づいて、２電極方式液体導電率計の従来構成
を説明する。１．１’は被測定液２内に浸された一対の
対向電極、３．３′は電極に対するケーブル４，４′の
接続端子である。５は矩形波交流電圧ｖ１の発生回路、
６はパ、ファアンプで、そのに変換する電流・電圧変換
回路で、非反転入力端子が基準電位に、反転入力端子と
出力端子間に帰還抵抗Ｒ（を有し、反転入力端子に接続
されたケーブル４から流入する交流電流！。をＶ２　”
−−Ｉｏ’　Ｔｔ（の関係で電圧忙変換する。８は、矩
形波交流電圧■１で駆動される同期整流回路であり、Ｖ
２は直流電圧信号ＥＫ変換される。

第４図は、電極１．１’を介して測定される被測定液と
ケーブル４，４′の等価回路を示すもので。

す、ＲａはＣａの並列抵抗、コンデンサＣ６と抵抗Ｒａ
の直列回路は、ケーブル４，４′の容量及び抵抗分を示
す。

〈発明の解決すべき問題点〉 このような、２１！極方式の構成で液抵抗Ｒｃを矩形波
交流電圧を印加したとき流れる電流に基づいて測定する
場合、Ｃａの影響を受けないようにするには、交流電圧
の周波数を高くする方法がとられているが、周波数を高
くするとケーブルの容量Ｃ６の影響が出てくる。

又Ｃを極力大きくする為に、電極ｌ、１′に白金黒を使
用する等の方法がとられるが、白金黒は高価であり、コ
ストアップとなる欠点がある。

本発明は、電極に白金黒等の高価な材質を使うことなく
、ＳＵＳ等の材質の電極を使用し、電極と液との間の容
量による、いわゆる分極の影響を受けることなく、導電
率を高いレンジまで正確に測定できる回路の実現を目的
とする。

く問題点を解決するための手段〉 本発明の構成上の特徴は、被測定液に浸された１対の測
定電極間に印加される矩形波交流電圧により電極間に流
れる電流に比例した測定電圧に基づいて被測定液の導電
率を測定する回路において、上記矩形波交流電圧印加直
後で電極ケーブル容量に起因する電流の影＃を受けない
近傍で上記測定電圧を時間をずらせて３点サンプルする
手段と、この手段のサンプル電圧に基づいて上記矩形波
交流電圧印加のタイミングにおける上記電極間に流れる
電流のみに比例する測定電圧を演算する手段と、この演
算電圧に基づいて上記被測定液の導電率を演算する手段
とを具備せしめた点にある。

〈作用〉 間をずらせて３点サンプルされ、このサンプル電圧に基
づいて矩形波交流電圧印加のタイミングにおける電極間
電流に比例した測定電圧が演算される。

〈実施例〉 第１図に基づいて本発明導電率計回路の一実施例を説明
する。第３図で説明した４！素と同一要素には同一符号
を付して説明は省略する。

矩形波交流電圧ｖ１は、正と負の半サイクルの間に一定
時間のゼロレベルを有する３値信号とされ、バッファア
ンプ６を介して電極の一方１’に印加されると共に、コ
ントロール信号発生回路９に与えられる。

コントロール信号発生回路９は、矩形波交流電圧ｖ１の
立上りのタイミングの直後に時間をずらせたサンプルパ
ルスＰＡ、ＰＢ、ＰＣヲサンプルホールド回路１０Ａ、
　１０Ｂ、　１０ｏに供給すると共Ｋｖ１ゼロレベルの
期間に電極１．】′を短絡する放電回路１１に放電用コ
ントロール信号ＰＤを供給する。

サンプルホールド回路１０Ａ、ｌＯＢ、ｌＯｃのサンプ
ル電圧■よ、ＶＢ、Ｖｏ　　は、演算回路１２に導かれ
。

演算結果が出力信号Ｅとして発信される。

ｊｌＥ２図η）は矩形波交流電圧ｖ１の波形図、（Ｂ）
は測定電圧ｖ２の波形図、忙）はサンプルパルスｐＡ、
　ｐＢ。

Ｐ及び放電用コントロール信号ＰＤの波形図を示す。

矩形波交流電圧ｖ１の立上りのタイミングｔ。から極め
て短時間にはケーブルの容量、抵抗によるスパイクが発
生し、以後接液容量Ｃ９液抵抗Ｒ，Ｃａの並列抵抗Ｒｃ
によりなだらかに低下する電圧波形となる。

第４図の等価回路を用いて、■、を電極に印加した時の
測定電圧ｖ２について考えると、Ｖ２　＝Ｒ（’　Ｊ　
十Ｒ（”　１２　　　　　　　　　　　（１）ここでＣ
６・Ｒ，（Ｃａであることから、ｔｏの直後で１２の影
響の小さいタイミングｔ１でのサンプル電圧■Ａは、（
１）式で２項を無視して、 ｖＡ　　”　ｖ２（ｔ＝ｔ　　）　　＃　Ｒｆ　　’１
（ｔ＝ｔ１）となる。従って（２）式より、一般的Ｋ。

Ｖ２＃Ａ　（１＋　Ｂ　ｅ−”）　　　　　　　　　　
（４１と表わされる。

今求めたい値は、１＝１゜のタイミングにおけるｖ２の
値であり、この値によりＲｃは、と表わされ、Ｅ、Ｒ（
は既知の値であるから、Ｖ２（ｔヨ）が演算により求ま
ればＲｃの値も求まることになる。

ここで、ｔ＝ｔｏの直後で１２の影響の小さい、互いに
近接したタイミング１１＋　ｔｚｅ　ｔ３におけるサン
プル電圧ｖＡ、ＶＢ、ｖｏは、 となる。今、１例としてｔ＝ｔｔ＝２・ＩＫ　ｙ　ｊ３
”Ｉ　　　Ｋ＃　　２ ３ｔＫの様に’１１　’２１　ｔ３を決めるとＡ、Ｂ、
Ｃは以下の様になる となる。これら定数Ａ、Ｂ、ＣよＦＪ（５）式のＲｃは
、となる。

これは電極間容量Ｃ１，ケーブル容量Ｃ６の影響を受け
ない電極間抵抗の値を示すもので、この電極間抵抗Ｒよ
り、求める導１！Ｌ率Ｊは、Ｊ＝＝−！Ｌ　（Ｋ：電極
の形状で決まる定数）Ｒｃ で簡単に演算することができる。

上記（６）〜（８）式よりＡ、Ｂ、Ｃを演算する手段は
。

マイクロプロセ、す手段により高速演算が可能であり、
出力信号Ｅの連続性は、従来のアナログ方式とほとんど
変らず、演算精度もｔ。のごく近傍の３点のサンプル電
圧を用いるので、高精度の近似演算を実現することがで
きる。

上記実施例では（２）式に基づいて、（４）式の形をｖ
２の一般式としたが、これに代えて Ｖ２＃Ａ’ｔ２＋Ｂ’ｔ＋Ｃ’　　　　　　　　　　　
０６と２次式で近似しても同様に札を求めることかでき
る。さらＫこれを簡易化し、ｔ　”　ｔｏの近傍では時
間ｔとｖ２とは比較的直線関係に近いことに着目して、 Ｖｚ　：　Ａ’　ｔ　＋　Ｂ’　　　　　　　　　　　
　　　　（ＩＩの１次式と見なして同様にＲｃを求める
ことも可能である。

く効果〉 以上説明したように、本発明によれば、次のような効果
が期待できる。

（１）　　ケーブル容量の影響をほとんど受けずに高精
度に導電率を測定することができる。

（２）　　電極に高価な白金黒を使用せず、５ＵＳ（ス
テンレス合金）やチタン等の比較的Ｃ（電極と液との容
量）の小さい電極を用いても、交流矩形波交流電圧の周
波数を上けることなく、測定が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は動作
説明のための波形図、第３図は従来技術の一例を示す構
成図、第４図は電極間及びケーブルの等価回路を示す。 １．１’・・・対向電極、４．４′・・・ケーブル、５
・・・矩形波交流電圧発生回路、６・・・バッファアン
プ、７・・・電流・電圧変換回路、９・・・コントロー
ル信号発生回路、１０Ａ、　１０Ｂ、　１０ｃ・・・サ
ンプルホールド回路、１１−・・放電回路、１２・・・
演算回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被測定液に浸された１対の測定電極間に印加される矩形
   波交流電圧により電極間に流れる電流に比例した測定電
   圧に基づいて被測定液の導電率を測定する回路において
   、上記矩形波交流電圧印加直後で電極ケーブル容量に起
   因する電流の影響を受けない近傍で上記測定電圧を時間
   をずらせて３点サンプルする手段と、この手段のサンプ
   ル電圧に基づいて上記矩形波交流電圧印加のタイミング
   における上記電極間に流れる電流のみに比例する測定電
   圧を演算する手段と、この演算電圧に基づいて上記被測
   定液の導電率を演算する手段とを具備した導電率計回路
   。